CN104403260A - 一种石墨烯改性呋喃树脂材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料，由石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂制备得到；所述石墨烯分散剂包括石墨烯和糠醇。本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法，包括：将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂；将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。此外，本发明采用糠醇作为石墨烯的分散溶剂，石墨烯在糠醇中的分散效果较好，糠醇还能够参与到后续的石墨烯改性呋喃树脂材料的生成过程中，避免了脱除溶剂的操作，使本发明提供的方法工艺简单、效率高。

Description

一种石墨烯改性呋喃树脂材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及呋喃树脂技术领域，尤其涉及一种石墨烯改性呋喃树脂材料及其制备方法。

背景技术

呋喃树脂是一种以糠醇和糠醛为主要原材料的热固性树脂。由于呋喃树脂中含有呋喃环使其呈现出耐酸、耐碱以及耐高温的优点，并且呋喃树脂的原材料来源广泛、价格低廉，因此呋喃树脂成为发展较快的防腐材料中的一种。目前，防腐呋喃树脂的应用领域主要集中在化工、有色冶炼以及电解等领域。

申请号为201210532969.4的中国专利提供了一种彩色呋喃树脂胶泥，它是在现有的糠醇糠醛型呋喃树脂中加入耐酸填料、活性固化剂、底色颜料和主色颜料混合而成，其中耐酸填料为石英类或石墨类填料材料；活性固化剂为对甲苯磺氯酰和氨基磺酸的混合物，两者的质量比例为1:1；底色颜料为钛白粉，主色颜料为钛铬棕和银灰的混合物，两者的质量比为1:2；糠醇糠醛型呋喃树脂的重量份数为9份～66份，耐酸填料的重量份数为50份～89份，活性固化剂的重量份数为1份～17份，底色颜料的重量份数为2份～6份，主色颜料的重量份数为1份～5份。

现有技术提供的这种彩色呋喃树脂在满足呋喃树脂耐腐蚀性和力学性能的基础上，还能够满足用户对于颜色的需求；但是这种呋喃树脂的脆性较大，在成型过程中的收缩率高，而且在使用过程中的粘结强度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨烯改性呋喃树脂材料及其制备方法，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。

本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料，由石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂制备得到；

所述石墨烯分散剂包括石墨烯和糠醇。

优选的，所述石墨烯分散剂中石墨烯的质量浓度为0.5mg/mL～30mg/mL。

优选的，所述石墨烯分散剂和呋喃树脂的质量比为(1～10):100；

所述降醛剂和偶联剂的总质量、呋喃树脂、填料和活化剂的质量比为(0.1～0.5):(25～35):(60～75):(2～5)。

优选的，所述呋喃树脂的粘度以20℃涂-4粘度计测量为25S～30S。

优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂。

优选的，所述降醛剂选自氨水、尿素、硼砂和环亚乙烯脲中的一种或几种。

优选的，所述填料选自耐酸填料。

优选的，所述活化剂选自对甲苯磺酸、苯酰氯和氨基磺酸中的一种或几种。

本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。实验结果表明，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.7％～2.0％；耐热冲击的循环次数为810次～890次；抗压强度为75MPa～82MPa；抗拉强度为6.5MPa～7.5MPa；粘结强度为2.8MPa～3.2MPa。

本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂；

2)、将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

优选的，所述步骤1)中混合的温度为130℃～170℃。

本发明提供的方法制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。此外，本发明采用糠醇作为石墨烯的分散溶剂，石墨烯在糠醇中具有较好的分散效果，而且糠醇还能够参与到后续的石墨烯改性呋喃树脂材料的生成过程中，避免了脱除溶剂的操作，使本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法工艺简单、效率较高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料，由石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂制备得到；

所述石墨烯分散剂包括石墨烯和糠醇。

在本发明的实施例中，所述石墨烯分散剂的制备方法为：

将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂。

在本发明的实施例中，可以将石墨烯通过物理共混的方式加入到糠醇中进行分散处理，得到石墨烯分散剂。在本发明的优选实施例中，所述分散处理的方法可以为同时进行加热分散和超声分散。在本发明的优选实施例中，可以将石墨烯溶解在糠醇中，得到浑浊液；将所述浑浊液加热至130℃～170℃，得到清澈液；将所述清澈液进行超声分散，得到石墨烯分散剂。在其他的优选实施例中，可以将所述浑浊液加热至140℃～160℃。

在本发明的优选实施例中，所述超声分散的温度可以为130℃～170℃；在其他的优选实施例中，所述超声分散的温度可以为140℃～160℃。在本发明的实施例中，所述超声分散的时间可以为0.5小时～1.5小时；在其他的实施例中，所述超声分散的时间可以为0.8小时～1.2小时。在本发明的实施例中，所述超声分散的超声功率可以≥250W。

在本发明的优选实施例中，所述石墨烯分散剂中石墨烯的分散效果可以达到纳米级别。在本发明的优选实施例中，所述石墨烯分散剂中石墨烯的质量浓度可以为0.5mg/mL～30mg/mL；在其他的优选实施例中，所述石墨烯分散剂中石墨烯的质量浓度可以为1mg/mL～25mg/mL；在另外的优选实施例中，所述石墨烯分散剂中石墨烯的质量浓度可以为5mg/mL～20mg/mL。本发明对所述石墨烯和糠醇的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的石墨烯和糠醇即可，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述石墨烯分散剂的质量为呋喃树脂质量的1％～10％；在其他的实施例中，所述石墨烯分散剂的质量为呋喃树脂质量的3％～8％。

在本发明的实施例中，所述呋喃树脂在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分比为25％～35％；在其他的实施例中，所述呋喃树脂在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分比为28％～32％。在本发明的实施例中，所述呋喃树脂的粘度以20℃涂-4粘度计测量为25S～30S。在本发明的优选实施例中，所述呋喃树脂可以为糠醛糠醇型呋喃树脂。本发明对所述呋喃树脂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的呋喃树脂即可，可由市场购买获得。

在本发明中，所述降醛剂能够降低上述呋喃树脂的气味，使本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料的安全性较好。在本发明的优选实施例中，所述降醛剂可以选自氨水、尿素、硼砂和环亚乙烯脲中的一种或几种。本发明对所述降醛剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的降醛剂即可，可由市场购买获得。

在本发明中，所述偶联剂能够改善所述呋喃树脂和填料的界面性能以及分散度。在本发明的实施例中，所述偶联剂可以选自硅烷偶联剂；在本发明的优选实施例中，所述偶联剂可以选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。本发明对所述偶联剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的偶联剂即可，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述降醛剂和偶联剂的总质量在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分数可以为0.1％～0.5％；在其他的实施例中，所述降醛剂和偶联剂的总质量在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分数可以为0.2％～0.4％。在本发明的实施例中，所述降醛剂和偶联剂的质量比可以为(1～2):1。

在本发明的优选实施例中，所述填料可以为耐酸填料；在其他的优选实施例中，所述耐酸填料可以选自石英粉、辉绿岩粉和石墨粉中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述填料在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分比可以为60％～75％；在其他的实施例中，所述填料在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分比可以为65％～70％。本发明对所述填料的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的填料即可，可由市场购买获得。

在本发明的优选实施例中，所述活化剂可以选自甲苯磺酸、苯酰氯和氨基磺酸中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述活化剂在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分数可以为2％～5％；在其他的实施例中，所述活化剂在所述石墨烯改性呋喃树脂材料中的质量百分数可以为3％～4％。本发明对所述活化剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的活化剂即可，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述石墨烯分散剂和呋喃树脂的质量比为可以为(1～10):100；所述降醛剂和偶联剂的总质量、呋喃树脂、填料和活化剂的质量比可以为(0.1～0.5):(25～35):(60～75):(2～5)。

本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。

本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法，包括：

将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂；

将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

在本发明中，得到所述石墨烯分散剂的方法与上述技术方案所述石墨烯分散剂的制备方法一致，在此不再赘述。

得到石墨烯分散剂后，本发明将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。在本发明的实施例中，所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂的混合温度可以为20℃～30℃。

在本发明的优选实施例中，可以将所述石墨烯分散剂溶解到呋喃树脂中，得到呋喃树脂混合物；向所述呋喃树脂混合物中加入降醛剂、偶联剂、填料和活化剂，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。在本发明的优选实施例中，可以将所述石墨烯分散剂溶解到呋喃树脂中进行超声处理，使石墨烯在呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物。在本发明的实施例中，所述超声处理的时间可以为20分钟～40分钟。

在本发明的优选实施例中，得到呋喃树脂混合物后，可以向所述呋喃树脂混合物中加入降醛剂和偶联剂，得到混合物；向所述混合物中加入填料和活化剂，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。在本发明的实施例中，可以将所述降醛剂和偶联剂混合后同时加入所述呋喃树脂混合物中，得到混合物；也可以将所述降醛剂和偶联剂分别单独地加入到所述呋喃树脂混合物中，得到混合物。

在本发明中，所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂的种类、来源和质量比与上述技术方案所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂的种类、来源和质量比一致，在此不再赘述。

在本发明中，制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料优选在45分钟之内使用，以防石墨烯改性呋喃树脂材料发生凝胶无法使用。

本发明提供的方法制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。此外，本发明采用糠醇作为石墨烯的分散溶剂，石墨烯在糠醇中具有较好的分散效果，而且糠醇还能够参与到后续的石墨烯改性呋喃树脂材料的生成过程中，避免了脱除溶剂的操作，使本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法工艺简单、效率较高。

本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料可用于制备胶泥、砂浆和混凝土等产品；采用本发明提供的呋喃树脂制备得到的产品表面平整、光滑，无裂纹现象，具有较好的耐热性。

将本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥，具体方法为：

将本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料、降醛剂、偶联剂、耐酸填料和活化剂混合，得到呋喃树脂胶泥。

在本发明的实施例中，所述石墨烯改性呋喃树脂材料、降醛剂和偶联剂的总质量、耐酸填料和活化剂的质量比为(25～35):(0.1～0.5):(60～75):(2～5)。在本发明的实施例中，所述降醛剂和偶联剂的质量比为(1～2):1。

在本发明中，所述石墨烯改性呋喃树脂材料、降醛剂、偶联剂、耐酸填料和活化剂的种类和来源与上述技术方案所述石墨烯改性呋喃树脂材料、降醛剂、偶联剂、耐酸填料和活化剂的种类和来源一致，在此不再赘述。

按照ASTM D882-2012《薄塑料板的抗拉特性的标准试验方法》的标准，将所述呋喃树脂胶泥制作成拉升样条进行拉断伸长率测试，测试结果为，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.7％～2.0％。

将所述石墨烯呋喃树脂胶泥制备成200mm×200mm×15mm胶泥试块，按照CECS01-2004《呋喃树脂防腐蚀工程技术规程》标准测试其耐高温性能，测试结果为，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备的呋喃树脂胶泥耐热冲击的循环次数达到810次～890次。

按照CECS01-2004《呋喃树脂防腐蚀工程技术规程》的标准测试所述胶泥试块的抗压强度，测试结果为，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备的呋喃树脂胶泥的抗压强度为75MPa～82MPa。

按照CECS01-2004《呋喃树脂防腐蚀工程技术规程》的标准，检测所述胶泥试块的抗拉强度，测试结果为，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备的呋喃树脂胶泥的抗拉强度为6.5MPa～7.5MPa。

测试上述技术方案所述的呋喃树脂胶泥的粘结强度，具体方法为：

将26mm厚的耐酸瓷砖切割成75mm×30mm的两块试块；

采用上述技术方案所述的呋喃树脂胶泥将上述两块耐酸瓷砖试块采用挤浆法呈十字交叉粘结，粘接层的厚度为2.5mm，刮除多余的呋喃树脂胶泥。

将粘结后的耐酸瓷砖在25℃下放置14天后采用粘结强度测试仪测试其粘结强度。测试三组上述粘结后的耐酸瓷砖的粘结强度，取三组粘结后的耐酸瓷砖粘结强度的平均值作为最后的测试结果，当三组中的一组粘结后的耐酸瓷砖的粘结强度超出或低于平均值的15％时，取其余两组粘结后的耐酸瓷砖的粘结强度作为最终测试结果。

检测结果为，本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料制备得到的呋喃树脂胶泥的粘结强度为2.8MPa～3.2MPa。

本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品，所用的石墨烯为济南圣泉集团股份有限公司提供的石墨烯；所用的糠醇糠醛型呋喃树脂为济南圣泉集团股份有限公司提供的糠醇糠醛型呋喃树脂。

实施例1

将15g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为15mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将3.5g的所述石墨烯分散液加入到30g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的尿素和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入63g的石英粉和2.5g的对甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

将30g的本发明实施例1制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料、0.2g的尿素、0.2g的kh550型硅烷偶联剂、70g的石英粉和4g的对甲苯磺酸混合，得到呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例1制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.8％，耐热冲击的循环次数为850次，抗压强度为80MPa，抗拉强度为7MPa，粘结强度为3MPa；由此可知，本发明实施例1制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、耐高温性能以及粘结强度。

实施例2

将25g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为25mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将3g的所述石墨烯分散液加入到32g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的环亚乙烯脲和0.5g的kh560型的硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入62g的石英粉和2g的对氨基磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例2制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例2制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为2％，耐热冲击的循环次数为850次，抗压强度为81MPa，抗拉强度为6.5MPa，粘结强度为3.1MPa；由此可知，本发明实施例2制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例3

将5g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为5mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将10g的所述石墨烯分散液加入到25g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的硼砂和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入62.6g的石英粉和1.4g的对甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例3制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例3制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.7％，耐热冲击的循环次数为810次，抗压强度为75MPa，抗拉强度为7.5MPa，粘结强度为2.8MPa；由此可知，本发明实施例1制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例4

将15g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为15mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将7g的所述石墨烯分散液加入到30g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的氨水和0.5g的kh580型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入50g的辉绿岩粉和10.1g的苯酰氯，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例4制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例4制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例4制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.7％，耐热冲击的循环次数为855次，抗压强度为81MPa，抗拉强度为7.1MPa，粘结强度为3MPa；由此可知，本发明实施例4制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例5

将25g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为25mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将1.5g的所述石墨烯分散液加入到35g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的尿素和0.5g的kh560型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入60.5g的石英粉、1g的对甲苯磺酸和1g的氨基磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例5制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例5制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例5制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.9％，耐热冲击的循环次数为820次，抗压强度为76MPa，抗拉强度为7.3MPa，粘结强度为2.8MPa；由此可知，本发明实施例5制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例6

将12g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为12mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将8g的所述石墨烯分散液加入到30g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的尿素和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入58.5g的石墨粉和2.5g的对甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例6制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例6制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例6制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.8％，耐热冲击的循环次数为890次，抗压强度为82MPa，抗拉强度为7.2MPa，粘结强度为3MPa；由此可知，本发明实施例6制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例7

将35g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为35mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将1g的所述石墨烯分散液加入到32g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的氨水和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入63.8g的石墨粉和2.2g的对甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例7制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例7制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例7制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.8％，耐热冲击的循环次数为850次，抗压强度为80MPa，抗拉强度为7MPa，粘结强度为3MPa；由此可知，本发明实施例7制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例8

将20g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为20mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将2.5g的所述石墨烯分散液加入到28g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的环亚乙烯脲和0.5g的kh560型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入66g的石英粉和2.5g的甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例8制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例8制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例8制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.8％，耐热冲击的循环次数为839次，抗压强度为76MPa，抗拉强度为7MPa，粘结强度为3.1MPa；由此可知，本发明实施例8制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例9

将10g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为10mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将5g的所述石墨烯分散液加入到25g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的尿素和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入67g的石墨粉和2g的对甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例9制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例9制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度以及粘结强度；测试结果为，本发明实施例9制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为2％，耐热冲击的循环次数为890次，抗压强度为80MPa，抗拉强度为7.3MPa，粘结强度为3.2MPa；由此可知，本发明实施例9制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

实施例10

将14g的石墨烯溶解在1000mL糠醇中形成浑浊液，使石墨烯在糠醇中的质量浓度为14mg/mL，在搅拌的作用下将所述浑浊液在油浴中加热到150℃，随着温度的升高，浑浊液逐渐变清，得到澄清液；将所述澄清液在150℃浴温、250W功率的超声仪中进行1小时的超声分散，得到石墨烯分散液；

将4.5g的所述石墨烯分散液加入到30g的糠醇糠醛型呋喃树脂中，在室温下进行半小时的超声分散，使上述石墨烯分散剂在糠醇糠醛型呋喃树脂中分散均匀，得到呋喃树脂混合物；

向所述呋喃树脂组合物中加入0.5g的尿素和0.5g的kh550型硅烷偶联剂，得到混合物；

向所述混合中加入20g的辉绿岩粉、42g的石英粉和2.5g的甲苯磺酸，混合搅拌均匀，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

按照实施例1所述的方法，将本发明实施例10制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例10制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明实施例10制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为1.9％，耐热冲击的循环次数为840次，抗压强度为80MPa，抗拉强度为8MPa，粘结强度为3MPa；由此可知，本发明实施例10制备得到的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性和耐高温性能以及粘结强度。

比较例1

石家庄世易糠醛糠醇有限公司提供的YJ型呋喃树脂。

按照实施例1所述的方法，将本发明比较例1提供的YJ型呋喃树脂制备成呋喃树脂胶泥。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明比较例1制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率、耐热冲击的循环次数、抗压强度、抗拉强度和粘结强度；测试结果为，本发明比较例1制备得到的呋喃树脂胶泥的拉断伸长率为0.8％，耐热冲击的循环次数为504次，抗压强度为72MPa，抗拉强度为6.1MPa，粘结强度为1.5MPa；由此可知，本发明比较例1提供的YJ型呋喃树脂的韧性、耐高温性能和粘结强度较差。

由以上实施例可知，本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料，由石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂制备得到；所述石墨烯分散剂包括石墨烯和糠醇。本发明提供了一种石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法，包括：将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂；将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料具有较好的韧性、粘结强度和耐高温性能。此外，本发明采用糠醇作为石墨烯的分散溶剂，石墨烯在糠醇中的分散效果较好，糠醇还能够参与到后续的石墨烯改性呋喃树脂材料的生成过程中，避免了脱除溶剂的操作，使本发明提供的石墨烯改性呋喃树脂材料的制备工艺简单、效率高。

Claims (10)

1.一种石墨烯改性呋喃树脂材料，由石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂制备得到；

所述石墨烯分散剂包括石墨烯和糠醇。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述石墨烯分散剂中石墨烯的质量浓度为0.5mg/mL～30mg/mL。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述石墨烯分散剂和呋喃树脂的质量比为(1～10):100；

所述降醛剂和偶联剂的总质量、呋喃树脂、填料和活化剂的质量比为(0.1～0.5):(25～35):(60～75):(2～5)。

4.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述呋喃树脂的粘度以20℃涂-4粘度计测量为25S～30S。

5.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述降醛剂选自氨水、尿素、硼砂和环亚乙烯脲中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述填料选自耐酸填料。

8.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂材料，其特征在于，所述活化剂选自对甲苯磺酸、苯酰氯和氨基磺酸中的一种或几种。

9.一种石墨烯改性呋喃树脂材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将石墨烯和糠醇混合后进行分散处理，得到石墨烯分散剂；

2)、将所述石墨烯分散剂、呋喃树脂、降醛剂、偶联剂、填料和活化剂混合，得到石墨烯改性呋喃树脂材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中混合的温度为130℃～170℃。